Содержание
- TL; DR (слишком долго; не читал)
- движение
- длина
- амплитудное
- масса
- Сопротивление воздуха / трение
- Симпатическая вибрация
Маятник - это простое устройство, состоящее из груза, подвешенного на веревке, проволоке, металле или другом материале, который качается взад и вперед. Маятники использовались в дедушкиных часах и тому подобном для сохранения времени. Научные принципы определяют то, что влияет на скорость качания маятника. Эти принципы предсказывают, как ведет себя маятник, основываясь на его особенностях.
TL; DR (слишком долго; не читал)
Силы гравитации, масса маятника, длина руки, трение и сопротивление воздуха - все это влияет на скорость качания.
движение
Потяните маятник назад и отпустите его. Вы можете позволить маятнику качаться взад-вперед самостоятельно или, в случае часов, приводить его в движение от шестеренок. В любом случае принцип периодического движения влияет на маятник. Сила гравитации притягивает вес, или боб, вниз, когда он качается. Маятник действует как падающее тело, движется к центру движения с постоянной скоростью и затем возвращается.
длина
Частота или частота качания маятника определяется его длиной. Чем длиннее маятник, будь то струна, металлический стержень или проволока, тем медленнее качается маятник. И наоборот, чем короче маятник, тем выше скорость качания. Это представляет собой абсолютный принцип, который всегда будет работать независимо от типа дизайна. На дедушкиных часах с длинными маятниками или на часах с более короткими частота качания зависит от длины маятников.
амплитудное
Амплитуда относится к углу поворота или как далеко назад качается маятник. Отдыхающий маятник имеет угол 0 градусов; потяните его назад на полпути между отдыхом и параллельно земле, и у вас будет 45-градусный угол. Запустите маятник и определите амплитуду. Поэкспериментируйте с разными начальными точками, и вы обнаружите, что амплитуда не влияет на частоту качания. Маятнику потребуется столько же времени, чтобы вернуться к исходной точке. Одно исключение включает в себя очень большой угол, один за любым разумным ходом для часов или любого другого устройства. В этом случае скорость качания будет зависеть от ускорения маятника.
масса
Одним из факторов, который не влияет на скорость качания, является вес боба. Увеличьте вес маятника, а сила тяжести просто тянет сильнее, выравнивая лишний вес. Как указывает Школа чемпионов, сила тяжести на любом падающем объекте одинакова, независимо от массы объекта.
Сопротивление воздуха / трение
В реальных условиях сопротивление воздуха влияет на скорость качания. Каждый свинг встречает это сопротивление и замедляет свинг, хотя этого может быть недостаточно, чтобы быть заметным во время одного свинга. Трение также замедляет колебание. Если маятник качается в зависимости от инерции от первоначального выпуска, в конце концов, он остановится.
Симпатическая вибрация
Частота качания маятника регулируется, когда он находится в непосредственной близости от другого маятника. Это явление называется симпатической вибрацией. Маятники передают движение и энергию взад и вперед. Эта передача в конечном итоге приведет к тому, что скорость качания одного маятника будет равна скорости качания другого маятника.